Lutte biologique contre les organismes nuisibles à l'agriculture - 29/04/2007
Les plantes cultivées subiraient entre 20 et 40 % de pertes avant récolte, dues à des ravageurs (insectes, …), maladies (bactéries, …) et concurrents (mauvaises herbes). Plus de 10 % des denrées stockées disparaîtraient encore par la suite. L'Homme doit donc protéger sa production agricole. Mais il doit le faire bien, notamment en respectant l'environnement et en ne nuisant pas à la santé publique.
Coccinella septempunctata
© Patrick Straub - Toute reproduction et exploitation interdites
La protection des plantes peut être assurée par une lutte chimique aveugle qui consiste à répandre des pesticides (insecticides, acaricides, fongicides, herbicides, etc.) souvent à forte dose et sans se soucier du niveau des populations des organismes nuisibles (ravageurs des plantes, microorganismes pathogènes des plantes et les espèces qui les transportent, mauvaises herbes concurrentes des espèces cultivées).
Elle peut aussi être assurée par une lutte raisonnée qui fait comme la précédente appel aux pesticides, mais en réduisant au maximum les doses, en choisissant les produits les moins toxiques pour l'environnement et en tenant compte des effectifs des espèces nuisibles sur le terrain. Il s'agit déjà d'un progrès.
Chenilles de processionnaire du pin (Lépidoptères) infestées par un virus pathogène © Photo J. Niore/INRA - Toute reproduction et exploitation interdites
Elle peut enfin être assurée par une lutte intégrée qui représente le moyen le plus évolué non seulement pour préserver les cultures, mais également l'environnement. Elle a été définie de la manière suivante par l'Organisation Internationale de Lutte Biologique : «Lutte contre les organismes nuisibles qui utilise un ensemble de méthodes satisfaisant les exigences à la fois économiques, écologiques et toxicologiques, en réservant la priorité à la mise en œuvre délibérée des éléments naturels de limitation et en respectant les seuils de tolérance». Ces seuils de tolérance, seuils de nuisibilité ou seuils économiques définissent le niveau des populations d'organismes nuisibles qu'un agriculteur peut admettre sans grand risque pour sa récolte, ou sans que la dépense en pesticides ne dépasse le gain de récolte.
Cette dernière stratégie doit privilégier la lutte biologique, mais elle peut aussi avoir recours à la lutte chimique raisonnée, et à d'autres méthodes comme la lutte culturale et la lutte physique. La lutte culturale fait appel à des moyens techniques, comme la plantation à un moment où le ravageur est absent, l'extensification, le mélange d'espèces cultivées à l'intérieur d'une parcelle ou l'enfouissement des résidus de récolte contenant des ravageurs. La lutte physique fait appel à des pièges ou à des modifications climatiques, comme le fort réchauffement d'une serre avant la plantation ou l'aspersion déstabilisant certains insectes. Nous allons nous limiter ici à la lutte biologique qui se définit comme «l'utilisation d'organismes vivants ou de leurs produits pour lutter contre d'autres organismes jugés nuisibles». Après avoir passé en revue les moyens de la lutte biologique faisant appel ou non à des organismes à la fois vivants et utiles, souvent nommés auxiliaires de l'agriculteur ou de l'agriculture, nous nous intéresserons aux techniques de mise en œuvre de ces auxiliaires.
- 1°) Epandage d'extraits végétaux
De nombreuses plantes fabriquent des substances insecticides qui peuvent être pulvérisées sur les cultures après extraction. Ces produits ont été les premiers à être utilisés puis ils ont été pratiquement abandonnés, mais leur emploi réapparaît plus ou moins rapidement selon les pays.
Par exemple, au Moyen-Orient pousse une plante dont les feuilles et surtout les fruits produisent une substance insecticide (azadirachtine) qui peut être extraite et répandue sur plusieurs cultures. Elle est notamment utilisée sur des lentilles contre les sitones (Coléoptères), sur des tomates contre les aleurodes (Homoptères) et sur des céréales contre les criquets (Orthoptères) ou les chenilles (Lépidoptères). Le neem ou margousier est un arbre d'origine asiatique qui produit une substance similaire. Ses extraits sont notamment appliqués, dans de nombreux pays, contre des pucerons (Homoptères), des thrips (Thysanoptères), des mouches (Diptères) et des chenilles.
Plusieurs plantes tropicales produisent de la roténone qui peut être utilisée contre des ravageurs aussi divers que les pucerons des arbres fruitiers, les cicadelles (Homoptères) ou les doryphores (Coléoptères). Parmi les autres plantes utiles pour lutter contre les organismes phytophages, nous citerons le tabac qui produit de la nicotine utilisable contre les pucerons, plusieurs plantes comme des chrysanthèmes qui produisent des pyréthrines notamment utilisables contre divers Homoptères et Thysanoptères, et les orties qui produisent des substances activant la résistance des cultures aux pucerons.
Femelle de noctuelle (Lépidoptère) ayant attiré un mâle après avoir produit des phéromones sexuelles.
© Photo B. Frérot/INRA. - Toute reproduction et exploitation interdites
- 2°) Lutte variétale ou utilisation de la résistance des plantes
Dans une même population de plantes, certains individus sont plus résistants que d'autres aux déprédateurs ou aux maladies. Ceci peut être dû à des structures ou substances s'opposant au contact d'un ravageur, à une odeur ou un goût répulsif, à une sécrétion de substances toxiques, etc. Des plantes résistantes peuvent être obtenues de deux manières différentes, par la sélection ou la transgenèse.
La sélection de végétaux plus résistants à leurs ennemis a été réalisée de façon empirique au cours de l'histoire, en prélevant les semences sur les meilleures plantes. Les connaissances en génétique permettent maintenant de la mener de façon plus raisonnée et donc plus rapide. Ainsi, il a été obtenu des plants de pommes de terre résistants au mildiou (champignon), des pommiers résistants à la tavelure (autre champignon) ou des pêchers résistants aux pucerons.
La transgenèse consiste ici à transférer un gène conférant une résistance (gène codant pour une protéine toxique pour des insectes, par exemple) d'un organisme quelconque à une plante cultivée qui devient un OGM (organisme génétiquement modifié). Ainsi, des variétés de maïs sont devenues résistantes à la pyrale du maïs (Lépidoptère) après transfert du gène de la toxine d'une bactérie.
La résistance des plantes est un moyen de lutte biologique, mais qui déroge à l'un des principes essentiels de la lutte intégrée qui veut qu'une arme ne soit employée qu'en cas de besoin avéré. Or, l'arme est ici préventive et permanente. Ceci ne perturbe que peu les biocénoses lorsque la sélection est empirique et donc très lente. Lorsqu'elle est raisonnée, la sélection est limitée à des ravageurs contre lesquels il est difficile de lutter par d'autres moyens. A l'inverse, les OGM ou plus exactement les PGM (plantes génétiquement modifiées) permettent d'obtenir rapidement des résistances plus fortes et il sera tentant de généraliser leur utilisation à des espèces végétales dont les ennemis peuvent être combattus par d'autres méthodes. Ces PGM pourront ainsi faire passer la résistance des plantes d'un statut d'exception à la lutte intégrée, à un statut de perturbateur des biocénoses qui évolueront de façon difficilement prévisible (disparition de populations utiles, apparition d'une insensibilité à la résistance chez des organismes nuisibles, etc.).
- 3°) Etablissement d'une confusion sexuelle
Les phéromones sexuelles sont des substances émises par un sexe, notamment chez les insectes, pour attirer l'autre sexe. Depuis quelques dizaines d'années, l'industrie est capable de réaliser la synthèse de telles molécules diffusées par les femelles de plusieurs ravageurs des cultures. Ces phéromones de synthèse permettent de saturer l'air d'un champ ou d'un verger avec l'odeur des femelles du ravageur visé. Les mâles de la même espèce, incapables de suivre les pistes olfactives normalement tracées par les femelles, sont alors désorientés et incapables de découvrir leurs partenaires sexuels. Les femelles ne sont donc pas accouplées et fécondées, et ne peuvent pas pondre.
Des applications existent contre l'eudémis de la vigne et quelques autres Lépidoptères ennemis des vergers, notamment la tordeuse orientale du pêcher et le carpocapse des pommes. Certains papillons dont les chenilles attaquent des cultures annuelles, comme la sésamie du maïs, sont également maintenant combattus par ce procédé.
- 4°) Lutte autocide ou lutte génétique
Il s'agit de l'introduction dans les populations naturelles de ravageurs d'une proportion importante de mâles stériles ou porteurs de gènes délétères agissant par exemple sur les capacités de déplacement ou sur la fécondité. Les applications ont toutefois surtout concerné des lâchers de mâles stériles de mouches en Amérique. Les espèces cibles ont été choisies parmi celles qui ne s'accouplent qu'une fois car cela réduit les risques de fécondation d'une femelle par un mâle sauvage.
Ainsi, le programme «Moscamed» se proposait d'éradiquer la cératite, une mouche des fruits, en Amérique centrale. Un grand élevage, établi au Mexique, produisait 500 millions de mouches par semaine en 1981 et permettait de lâcher 1000 mâles stériles/ha/semaine (stérilisation par irradiation). Après l'éradication de la cératite au Mexique en 1982, l'effort s'est poursuivi dans le reste de l'Amérique centrale. Des réinvasions se sont toutefois produites au cours des années ultérieures et la lutte doit donc être poursuivie.
- 1°) Lutte microbiologique
Certains microorganismes pathogènes pour des ravageurs des cultures permettent d'effectuer des traitements renouvelables selon les besoins. Il peut s'agir de virus, de bactéries ou de champignons.
Virus pathogènes pour des chenilles, vus au microscope électronique. © Photo H. de Conchard/INRA. - Toute reproduction et exploitation interdites
Ainsi, des virus provoquent des maladies à polyèdre ou des granuloses, et sont utilisés contre des Lépidoptères tels que des noctuelles, la processionnaire du pin et la piéride du chou.
Colonie de Bacillus thuringiensis, bactéries pathogènes pour les insectes.© Photo J. Niore/INRA. - Toute reproduction et exploitation interdites
La bactérie la plus utilisée est Bacillus thuringiensis, surtout contre diverses chenilles. Elle agit au niveau du tube digestif de son hôte par l'intermédiaire d'une toxine qu'elle fabrique.
Champignon pathogène sur une cétoine (Coléoptère). © Photo J. Niore/INRA. - Toute reproduction et exploitation interdites
Des champignons peuvent provoquer diverses maladies chez de nombreux ravageurs. Le genre Beauveria est utilisé contre le carpocapse des pommes, la pyrale du maïs, le doryphore ou le hanneton (Coléoptère). Le genre Entomophthora est notamment utilisé contre certains pucerons.
D'autres microorganismes permettent de lutter contre des maladies des plantes. Ceux-ci, inoffensifs pour les végétaux, sont en effet capables d'entrer efficacement en compétition avec des microorganismes pathogènes. Leur utilisation est toutefois limitée à quelques cultures.
- 2°) Epandage d'organismes phytophages
Certaines espèces, appartenant à divers groupes, consomment ou parasitent des plantes de façon suffisamment spécifique pour être utilisées contre des mauvaises herbes.
La jacinthe d'eau est par exemple une mauvaise herbe très envahissante qui peut être combattue par ce moyen, notamment en Afrique où elle nuit à la pisciculture. Deux charançons (Coléoptères) ont été lâchés dans plusieurs pays pour consommer cette jacinthe, et une réduction de la nuisance a le plus souvent été obtenue.
La striga est une autre mauvaise herbe, très nuisible aux cultures céréalières en Afrique, qui peut être soumise à une lutte biologique. Il existe en effet un champignon microscopique qui peut stopper sa croissance. L'épandage de ce microorganisme a ainsi fortement augmenté les rendements de sorgho.
- 3°) Préservation ou lâcher de prédateurs
Punaise (Hétéroptère) prédatrice se nourrissant d'œufs de doryphore (Coléoptère).© Photo J. Daumal/INRA. - Toute reproduction et exploitation interdites
Les prédateurs sont des organismes qui consomment plusieurs proies au cours de leur vie. Parmi ceux qui chassent des espèces nuisibles, il y a bien sûr des mammifères comme les chauve-souris ou les hérissons, des oiseaux comme les mésanges, des reptiles comme les lézards et de nombreuses autres espèces très connues, mais les lâchers de lutte biologique ont essentiellement recours aux acariens et aux insectes.
Parmi les acariens, c'est le genre Phytoseiulus qui est le plus utilisé, contre d'autres acariens au comportement phytophage. Parmi les insectes, ce sont les coccinelles (Coléoptères) qui sont le plus fréquemment lâchées, en particulier contre les pucerons.
Chrysope (Névroptère) dont les larves sont de redoutables prédateurs. © Photo J. Gambier/INRA.. - Toute reproduction et exploitation interdites
Bien que faisant rarement l'objet de lâchers, beaucoup d'autres insectes sont des prédateurs efficaces qui doivent être protégés. Les syrphes (Diptères) s'attaquent ainsi aux colonies de pucerons et les carabes (Coléoptères) sont redoutables pour divers petits insectes. Des punaises (Hétéroptères) fournissent aussi une grande diversité de prédateurs, très polyphages et qui attaquent les cicadelles, les pucerons, les psylles (Homoptères), les petites chenilles ou les acariens.
Les Névroptères, notamment les chrysopes et hémérobes, sont d'autres prédateurs d'intérêt agronomique dont les larves se nourrissent de petits arthropodes tels que les pucerons, les psylles, les aleurodes, les cochenilles (Homoptères), les acariens, les œufs de papillons et les petites chenilles.
- 4°) Epandage de parasites
Les parasites n'attaquent qu'un seul hôte. Parmi les véritables parasites, et non les parasitoïdes dont il sera question ci-dessous, seuls quelques vers du groupe des nématodes ont été ou sont utilisés. Si beaucoup de nématodes s'attaquent aux racines et sont donc des ravageurs des plantes, certains sont en effet parasites d'insectes. Des espèces sont ainsi utilisables contre des insectes du colza.
- 5°) Préservation ou lâcher de parasitoïdes
Les parasitoïdes se différencient des parasites en présentant une phase libre : les stades œuf, larve et nymphe sont parasites tandis que l'adulte est libre. Il s'agit d'insectes appartenant aux ordres des Diptères - surtout à la famille des Tachinidae - et des Hyménoptères (nombreuses familles). Ils peuvent être ectoparasites (à l'extérieur de leur hôte) ou endoparasites (à l'intérieur de leur hôte). Ils sont solitaires (un individu par hôte) ou grégaires (plusieurs individus par hôte).
Momie d'un puceron (Homoptère) qui a été parasité par un Hyménoptère Braconidae.© Photo R. Coutin & N. Hawlitzky/INRA.- Toute reproduction et exploitation interdites
Il existe des parasitoïdes oophages s'attaquant à des œufs d'insectes ou d'araignées et appartenant à 13 familles d'Hyménoptères, et surtout aux Mymaridae, Trichogrammatidae et Scelionidae. Ainsi, le Scelionidae Trissolcus basalis est utilisé en lutte biologique contre une punaise cosmopolite et polyphage. De même, des Trichogrammes sont lâchés dans le monde entier contre divers Lépidoptères nuisibles aux cultures.
Il existe également beaucoup de Diptères ou d'Hyménoptères parasitoïdes larvaires, appartenant à de nombreuses familles. L'Hyménoptère Apanteles glomeratus attaque par exemple les chenilles de la piéride du chou.
Les Hyménoptères parasitoïdes nymphaux sont presque aussi fréquents. Ainsi, Dibrachys affinis attaque les chrysalides de l'eudémis de la vigne.
Trichogramme femelle (Hyménoptère) pondant dans des œufs de la pyrale du maïs (Lépidoptère). © Photo P. Stengel/INRA - Toute reproduction et exploitation interdites
Quelques rares Diptères et Hyménoptères sont même parasitoïdes d'adultes (le Diptère Istocheta aldrichi sur le hanneton japonais, par exemple). Il existe enfin des cas intermédiaires : les parasitoïdes ovo-larvaires sont des Hyménoptères qui pondent dans des œufs et se développent dans les larves qui en sont issues (Phanerotoma ocularis sur la pyrale des dattes, par exemple), tandis que les parasitoïdes larvo-nymphaux sont des Diptères ou des Hyménoptères qui pondent dans des larves et terminent leur développement dans les nymphes qui en sont issues (le Diptère Pseudoperichaeta nigrolineata sur la pyrale du maïs, par exemple).
Les microorganismes, organismes phytophages, prédateurs, parasites et parasitoïdes peuvent être utilisés de quatre manières différentes, selon que l'on effectue ou non des lâchers, et selon la fréquence des lâchers.
- 1°) Conservation
Il arrive que les organismes utiles soient naturellement en quantité suffisante pour être efficaces contre les ravageurs, notamment lorsque des mesures de protection sont appliquées. Dans un tel contexte, les actions menées n'ont donc pour but que de conserver le patrimoine naturel dans les meilleures conditions.
La larve qui a donné cette syrphe adulte (Diptère) était prédatrice de pucerons (Homoptères). © Photo A. Fraval/INRA..- Toute reproduction et exploitation interdites
L'action de protection peut se situer dans des zones non cultivées (mise en place de haies servant de refuges, …) ou dans des zones cultivées (plantation de végétaux nectarifères permettant aux parasitoïdes adultes de se nourrir, …). Ainsi, l'aménagement d'abris artificiels sur les sommets de moyenne montagne du sud de la France a permis de tripler le taux de survie hivernal d'une coccinelle qui régule les populations de nombreux pucerons. De même, l'arrêt des interventions chimiques avant la période de migration printanière d'un Hétéroptère prédateur a permis de limiter les pullulations de psylles du poirier dans certaines régions.
- 2°) Lâcher inoculatif
La population locale d'un organisme utile peut momentanément présenter des effectifs trop réduits (souvent au printemps) qu'il est possible de renforcer à l'aide d'un petit élevage suivi de quelques lâchers ponctuels.
Ainsi, au Maroc, les noctuelles attaquant le coton s'alimentent d'abord au printemps sur la luzerne. Cette constatation a permis de montrer qu'un seul lâcher précoce d'une espèce locale de Trichogrammes (Hyménoptères parasitoïdes oophages) sur la luzerne peut conduire à fortement diminuer les pullulations sur le coton.
- 3°) Lâcher inondatif
Il s'agit cette fois de lâchers d'organismes qui ont été multipliés en grand nombre dans des biofabriques et commercialisés. Les lâchers sont alors effectués comme des traitements chimiques, plusieurs fois et à forte dose.
Chenille de noctuelle infectée par un virus. © Photo H. de Conchard/INRA.- Toute reproduction et exploitation interdites
Ainsi, la coccinelle Harmonia axyridis est lâchée contre les pucerons. Ce Coléoptère, d'origine asiatique, consomme à l'état de grosse larve ou d'adulte plus de 100 proies par jour, de différentes espèces sur différentes plantes. La grande mobilité des adultes était un problème qui vient d'être résolu par l'obtention d'une mutation s'opposant au vol. Les individus sont ainsi d'apparence normale mais ne volent pas. Les lâchers inondatifs de Trichogrammes sont plus répandus encore que ceux de coccinelles. En Europe de l'ouest, ils permettent notamment de protéger 80 000 hectares de maïs contre la pyrale.
- 4°) Acclimatation ou introduction
Cette méthode a pour but d'installer un ennemi naturel, efficace contre un ravageur donné, dans une région où il fait cruellement défaut. Un organisme utile est donc capturé dans une zone géographique et lâché dans une autre zone parfois après un élevage de courte durée. Il s'agit généralement de lutte contre un ravageur lui-même introduit accidentellement.
Ainsi, l'Hyménoptère parasitoïde Encarsia perniciosi a été introduit à partir des Etats-Unis puis d'autres pays contre une cochenille (pou de San José) qui attaque les vergers de rosacées (pommiers et poiriers surtout) dans le sud de l'Europe. De même, un autre Hyménoptère parasitoïde, Neodryinus typhlocybae, a été introduit à partir de l'Italie contre une cicadelle qui attaque la vigne, les vergers et des plantes ornementales dans le sud de la France.
Les avantages de la lutte biologique correspondent à la suppression des inconvénients de la lutte chimique. Il est possible de classer ces derniers en deux catégories, celle en rapport avec la toxicité des pesticides pour les espèces non ciblées, et celle en rapport avec l'apparition rapide de phénomènes de résistance aux pesticides chez les espèces ciblées.
Coccinelle (Coléoptère) parmi ses proies constituées de pucerons (Homoptères). © Photo C. Slagmulder/INRA.- Toute reproduction et exploitation interdites
La toxicité des produits phytosanitaires peut s'exprimer chez des espèces très diverses, parfois utiles, et même chez l'Homme. Les organismes les premiers touchés sont ceux qui se trouvent dans les champs traités, et en particulier les parasitoïdes et prédateurs locaux. Leur raréfaction ou leur disparition perturbe les équilibres écologiques et diminue les possibilités naturelles de régulation des populations de ravageurs, ce qui rend nécessaire de nouveaux traitements. D'autres organismes plus éloignés des champs traités peuvent également être touchés par la toxicité des pesticides après leur transport par le vent ou par l'eau. Des rivières et des nappes phréatiques sont ainsi polluées parfois pour de longues années. L'Homme peut être victime de ces produits, susceptibles de provoquer diverses maladies telles que des cancers, soit directement lors des traitements (les agriculteurs sont alors particulièrement exposés), soit en consommant des végétaux ou de l'eau pollués. De nombreux produits agricoles renferment en effet des résidus de pesticides qui sont parfois détectés lors d'opérations d'exportation. Ceci peut entraîner le refus des marchandises contaminées et constitue un aspect commercial des inconvénients de la lutte chimique.
L'ensemble des atteintes des pesticides à l'environnement et la santé a conduit les autorités à interdire un nombre grandissant de produits phytosanitaires, à tel point que le recours à un autre moyen de lutte devient parfois une obligation. La lutte biologique peut alors offrir des outils alternatifs.
La résistance d'un nombre de plus en plus important de ravageurs aux pesticides, après un processus d'évolution adaptative, rend également obsolète l'emploi de bien des produits. En effet, au cours de ce processus, une même efficacité du pesticide demande une augmentation des doses jusqu'à une limite qui devient trop dangereuse pour les espèces non ciblées. Le produit est alors abandonné contre le ravageur résistant et les agriculteurs sont demandeurs de nouveaux moyens de lutte qui peuvent être biologiques.
La lutte biologique peut aussi présenter quelques inconvénients qu'il est possible d'éviter en menant des études préalables suffisamment poussées. Les principaux risques concernent l'introduction d'espèces qui peuvent s'attaquer à des hôtes ou des proies inattendus, éventuellement utiles, ou qui prolifèrent plus que nécessaire.
